2009年全国大学生电子设计竞赛优秀作品：光伏并网发电模拟装置

"09年全国大学生电子设计大赛优秀作品选集(1).pdf"，这本书集合了2009年全国多个赛区如四川、陕西、湖北和江苏等的大学生电子设计竞赛的优秀作品，由德州仪器半导体技术（上海）有限公司大学计划部编辑。其中一项获奖作品是"光伏并网发电模拟装置"，获得了全国一等奖，由西安电子科技大学的学生团队完成，包括刘东林、何昊和郭世忠。 该作品的设计主要围绕光伏并网发电系统的模拟，采用了先进的技术和方法。设计的核心是利用锁相环倍频技术来生成与输入信号频率相同、相位同步且幅值可调的正弦波。这个正弦波作为DC-AC逆变电路的输入参考信号。DC-AC电路采用了D类功放的自激反馈模型，通过负反馈实现自激振荡，进而产生SPWM（脉宽调制）波形，以此控制输出波形的质量。 单片机在这套系统中扮演了重要角色，它实时采集输入电压和电流数据，通过计算实现最大功率点跟踪（MPPT，Maximum Power Point Tracking），确保在不同光照条件下光伏阵列能够输出最大功率。在30欧姆的额定负载下，系统实现了高达89%的转换效率，并且失真度极低。频率和相位的跟踪响应时间小于1秒，跟踪后的误差小于0.9度。此外，系统还包含了欠压、过流保护功能，能在异常情况下自动恢复，保障了装置的稳定性和安全性。 在方案选择上，团队对比了两种不同的逆变策略。第一种方案是使用DSP或FPGA生成SPWM信号来驱动半桥或全桥式DC-AC变换器，然后通过LC滤波器得到逆变信号。但这种方案的缺点是SPWM控制为开环，不易在电源和负载变化时保持波形失真度在要求范围内。相比之下，团队选择了第二种方案，即采用D类功放的自振荡模型，利用负反馈实现闭环控制，这样能够在各种工况下更好地维持输出波形的质量和稳定性。 通过这样的设计，该作品不仅展示了参赛学生扎实的理论基础和实践能力，也体现了创新思维和对现代电子技术的深入理解。这份作品集对于电子设计人员来说是一份宝贵的参考资料，可以从中学习到电子设计的最新趋势和技术应用。